SiC寬帶功率放大器模塊設計分析

　　基板材料采用CER- 10 板材， 介電常數9. 8, 厚度1. 19 mm。在版圖大小和損耗允許的情況下， 基板厚度增加， 可以避免PCB 板彎曲。微帶傳輸線的寬度及離地的距離應嚴格按照ADS 計算的結果鋪設。根據以上方法， 設計制作了寬帶功率放大器模塊， 制作出電路后， 需要放大器模塊進行調試， 反復的調試工作是功率放大器設計完成的保證， 系統仿真并不能替代功率放大器的調試工作。經過調試后， 對寬功率放大器模塊主要性能指標進行了測試，常溫下測試結果如表2 所示， 增益測試曲線如圖4所示。為了滿足工程環境要求， 對其做了輸出功率高低溫試驗， 高低溫試驗結果如表3 所示。

表2 寬帶功率放大器測試數據（ 常溫）

表3 寬帶功率放大器輸出功率測試（ 高低溫）

　　4 測試結果分析

采用4 只CRF24060 SiC 寬禁帶功率器件合成出了100 W 以上功率放大器， 工作范圍達到了500~2 000 MHz, 成功實現了多倍頻程工作帶寬， 體現出SiC 寬禁帶功率器件輸入、輸出特性阻抗較高， 比較容易實現寬帶電路匹配， 適合寬頻帶工作。從圖4增益仿真與測試結果對比可以看出存在一定差異，特別是在頻率高端， 主要是由于仿真模型的理想化與實際電路存在損耗及加工制作誤差等原因所致，但測試結果滿足工程需要的各項指標要求， 證明了設計方法的可行性。

　　SiC 寬禁帶功率器件的工作電壓為48 V, 工作時漏極電流較小（ 1. 0 A 左右） 。SiC 寬禁帶功率器件具有高工作電壓、小工作電流的特點。減小工作電流， 在工程中可以減小由于電源供電帶來的損耗，提高電源供電效率。

　　從高低溫試驗結果看， 輸出功率較常溫下有所下降， 高溫工作時， SiC 功率器件輸出功率隨環境溫度升高而減小的速度約為- 0. 05 dB/ 10 。可見，應用寬禁帶功率器件可以提高功率放大器的環境適應能力， 使放大器可以在高溫、溫度變化大的環境中工作。

　　5 結束語

　　利用SiC 寬禁帶功率器件結合GaAs 功率器件設計制作了500~ 2 000 MHz 波段寬帶功率放大器，滿足工程需要的各項指標， 證實了ADS 設計軟件能夠提高設計效率， 體現出SiC 寬禁帶功率器件工作帶寬較寬、增益帶寬積指標較好、可靠性較高和環境適應能力較強等特點， 可以應用到實際的工程中。